Neurociencia

Implantan recuerdos en el cerebro de un ave para enseñarle un nuevo canto

Mediante técnicas de optogenética, los investigadores manipularon la actividad neuronal de estos animales para comprender mejor cómo aprenden sus vocalizaciones.

El doctor Todd Roberts en su laboratorio
El doctor Todd Roberts en su laboratorio UTSW

Uno de los asuntos que más intriga a los neurocientíficos es el proceso por el cual los humanos aprendemos a hablar. Para estudiarlo se utilizan algunos modelos animales, como el diamante cebra (Taeniopygia guttata), un ave cantora cuyas crías escuchan a sus progenitores cantar y aprenden a replicar las canciones practicando miles de veces, algo parecido a lo que hacen los bebés cuando dicen sus primeras palabras. Tras identificar la red de neuronas que participa activamente en este proceso y comunica las regiones motora y auditiva de estos animales, el equipo del neurocientífico Todd Roberts se preguntó si sería posible intervenir en el proceso y conseguir que las aves aprendieran una canción sin que los padres se la enseñaran.

En un trabajo publicado este jueves en la revista Science, este grupo de investigadores del centro médico de la Universidad de Texas Southwestern describe una serie de experimentos que les ha permitido implantar recuerdos en el cerebro de los diamantes cebra que no habían tenido tutelaje de sus padres y controlar estas regiones para condicionar la expresión de su canto. El proceso se ha realizado mediante técnicas de optogenética, que consisten en alterar genéticamente determinadas células diana, en este caso las neuronas de la región que se activa durante el aprendizaje de las vocalizaciones, para activarlas o inhibirlas mediante impulsos de luz. De este modo, mediante un dispositivo implantado en el cerebro del ave, los autores del trabajo consiguieron que las notas del canto duraran lo mismo que cada impulso de luz, modificando la forma en que lo aprendían.

“Los hallazgos nos han permitido implantar estos recuerdos en las aves y dirigirlas en el aprendizaje de su canto”

“Esta es la primera vez que hemos identificado estas regiones del cerebro que codifican recuerdos que afectan al comportamiento, esos recuerdos que nos guían cuando queremos imitar algo, ya sea hablar o tocar el piano”, explica Roberts. “Los hallazgos nos han permitido implantar estos recuerdos en las aves y dirigirlas en el aprendizaje de su canto”. Los investigadores reconocen que no son capaces de manipular aún el proceso completo, solo la duración de las sílabas, pero aspiran a poder modular otros aspectos como el tono o el orden en el que las aves emiten cada nota, con el objetivo de identificar los detalles que les llevan a aprender a vocalizar. “Si descubrimos estas otras rutas, podríamos enseñar hipotéticamente a una ave a cantar su canción si ninguna interacción con su padre”, asegura Roberts. “Pero aún estamos muy lejos de ser capaces de hacer eso”.

El laboratorio de Roberts está especializado en documentar cómo funciona el cerebro durante el aprendizaje vocal. Mapeando con detalle los procesos neuronales que intervienen, los investigadores no solo pretenden conocer mejor cómo aprendemos a hablar los humanos, sino identificar genes específicos que afectan estas áreas y que se expresan de manera anómala en pacientes con problemas de vocalización, incluidas algunas formas de autismo. “El cerebro humano y las rutas asociadas con el lenguaje y su expresión son muchísimo más complicadas que la circuitería de un ave de canto”, advierte Roberts. “Pero nuestra investigación aporta importantes pruebas sobre dónde tenemos que buscar para comprender mejor los desórdenes en el neurodesarrollo”.

Referencia: Inception of memories that guide vocal learning in the songbird (Science)

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